微电子工业的pH测量(中文)

合集下载

酸碱性的测量方法 实验技术与数据分析

酸碱性的测量方法 实验技术与数据分析

酸碱性的测量方法实验技术与数据分析对于许多化学实验和工业生产过程来说,准确测量物质的酸碱性是非常重要的。

酸碱性的测量方法多种多样,本文将介绍几种常用的酸碱性测量方法,以及实验技术和数据分析。

一、pH计测量法pH计是一种常见的酸碱度测量仪器,通过测量溶液中的氢离子(H+)浓度来确定溶液的酸碱性。

使用pH计进行测量需要以下步骤:1. 校准pH计:将pH计放入标准缓冲液中,按照说明书的要求进行校准,以确保准确度。

2. 准备样品:使用滴管或移液管将待测样品滴入一个干净的容器中。

3. 测量pH值:将pH计电极插入容器中,等待pH计稳定后,记录下稳定的pH值。

4. 清洗与重复测量:每次测量完毕后,记得清洗pH计电极,并进行重复测量以验证实验结果。

实验技术与数据分析是确保pH测量的准确性和可靠性的关键。

在实验过程中,需注意以下几点:1. 校准:正确的校准pH计是确保测量准确性的第一步。

根据pH计的使用须知,选择合适的校准溶液进行校准。

2. 温度补偿:温度会影响溶液的离子活动性,因此在测量过程中,应对温度进行补偿和记录。

3. 电极清洗:使用完毕后,应及时将pH计电极进行清洗,避免不同溶液之间的交叉污染。

4. 重复测量:为了确保测量结果的准确性,建议进行重复测量,并计算平均值。

二、酸碱滴定法酸碱滴定法是一种经典的酸碱度测量方法,通常用于确定溶液中酸或碱的浓度。

该法常用于分析酸碱滴定曲线以确定终点。

1. 准备滴定溶液:根据测量的具体目的选择合适的滴定溶液,将其置于滴定瓶中。

2. 加入指示剂:根据滴定溶液的性质,选择合适的指示剂,加入待测样品中。

3. 开始滴定:将滴定溶液滴入样品中,直至滴定终点(指示剂颜色突变)。

4. 记录滴定量:记录滴定溶液的用量,并根据滴定反应的化学方程式计算样品酸碱度。

实验技术与数据分析是确保酸碱滴定法测量准确性的关键。

在实验过程中需要注意以下几点:1. 滴定剂的准备:仔细计量滴定剂,确保浓度准确。

工业在线PH计使用说明书

工业在线PH计使用说明书

工业在线pH/ORP计十一、电极保养说明电极状况是否良好是影响pH/ORP仪表准确测量的重要因素。

建议定期清洗和校正,以获得精确稳定的测量值,不同情况下电极清洗方式及步骤见表11-1。

表11-1.15.工业在线pH/ORP 计目录一、规格................................................................................................... (1)二、安全与注意事项 (2)2.1安装前注意事项 (2)2.2使用注意事项 (2)三、安装说明................................................................................................... (3)3.1仪表安装 (3)3.2电极安装 (4)四、接线说明................................................................................................... (5)五、面板及按键说明 (6)5.1前面板图............................................................................................. (6)5.2按键说明 (6)5.3按键复合功能说明 (6)六、仪表设置——pH部分 (7)6.1仪表校正............................................................................................. (7)6.2高低点继电器输出设置 (8)6.3温补设置 (9)6.4显示模式设置 (10)七、仪表设置——ORP部分 (11)7.1ORP校准 (1)17.2 高低点继电器输出设置 (12)八、继电器控制说明 (13)九、出错显示................................................................................................... . (13)十、出错解答................................................................................................... . (14)十一、保养说明...................................................................................................15工业在线pH/ORP计一、规格外形尺寸96*96*110mm 开孔尺寸86*86mm安装方式配电箱开孔安装重量0.65Kg工作环境环境温度:-5~55℃空气相对湿度:≤90%除地球磁场外周围无强磁场干扰.1.工业在线pH/ORP 计十、出错解答◆数字胡乱跳动?答:可能指示、参比接线处漏电,尝试用无水酒精擦拭接线端子,并保持接线处湿度满足技术要求。

ph测量方法

ph测量方法

ph测量方法1. 引言pH是衡量溶液酸碱性的常用指标,广泛应用于化学、生物学、环境科学等领域。

在实验室和工业生产中,准确测量pH值具有重要意义。

本文将介绍pH测量的原理、常见的测量方法以及注意事项。

2. 原理pH值是负对数表示的酸碱离子活度,通常通过测量溶液中氢离子(H+)或氢氧根离子(OH-)的浓度来确定。

pH值的范围从0到14,7表示中性,低于7为酸性,高于7为碱性。

常见的pH测量方法有玻璃电极法、氢离子选择性电极法、指示剂法等。

3. 玻璃电极法玻璃电极法是一种常用且准确的pH测量方法。

该方法利用了玻璃电极对氢离子的选择性响应。

玻璃电极由玻璃膜和内部的参比电极组成。

玻璃膜是由硅酸盐或硼硅酸盐等材料制成的,对氢离子呈现高度选择性。

当玻璃电极置于溶液中时,溶液中的氢离子与玻璃膜发生作用,生成一定的电势差。

这个电势差与溶液中的氢离子浓度成正比。

为了确保准确测量,玻璃电极需要定期校准。

校准时,将玻璃电极分别浸入两种标定液中,一种为酸性标定液(比如pH 4标定液),另一种为碱性标定液(比如pH 10标定液)。

记录对应的电势差,并进行调整。

4. 氢离子选择性电极法氢离子选择性电极法是一种基于膜电势的测量方法。

与玻璃电极法相比,氢离子选择性电极法具有更好的选择性和稳定性。

氢离子选择性电极由玻璃膜、电解液和参比电极组成。

其中玻璃膜的材料不同于玻璃电极,具有更好的选择性。

电解液则提供了稳定的离子浓度。

使用氢离子选择性电极法测量pH值时,首先将电极置于待测溶液中,待电极与溶液稳定后,读取电势差。

根据已知浓度的标定液所测得的电势差,可以通过插值法计算出待测溶液的pH值。

5. 指示剂法指示剂法是一种简单便捷但精度较低的pH测量方法。

该方法利用指示剂对溶液的染色变化进行判断。

指示剂是一种能根据溶液的酸碱性而改变颜色的物质。

常用的指示剂有酚酞、溴蓝、甲基橙等。

使用指示剂法测量pH值时,将少量指示剂加入待测溶液中,溶液的颜色随pH值的变化而变化。

ph测量方法

ph测量方法

ph测量方法PH测量方法是用于测量溶液中PH值的一种方法。

PH值是指溶液中氢离子的活度,通常以0到14的数字表示,其中7表示中性,0至7表示酸性,8至14表示碱性。

测量溶液的PH值对于许多实验和过程非常重要,因为PH值会影响溶液的化学特性和反应。

下面是PH测量方法的详细介绍和操作步骤。

PH测量方法分为电极法和试纸法两种。

1.电极法(1)选择合适的PH电极。

PH电极是一种专门测量PH值的电极,通常由一个玻璃电极和一个参比电极构成。

选择电极时应根据测量的溶液的PH值范围选择合适的PH电极,通常常用的PH电极测量范围为0至14。

(2)将PH电极与计量仪器连接。

将PH电极插入容器中,将参比电极插入其他位置。

根据PH计的说明,将PH电极与计量仪器连接起来。

(3)校准PH电极。

在测量溶液之前,需要对PH电极进行校准。

校准PH电极,应先将PH电极放入标准溶液中,用计量仪器测量标准溶液的PH值,然后根据计量仪器的要求,根据标准溶液的PH值进行校准。

确认电极校准好之后,就可以开始测量溶液的PH值了。

(4)将PH电极浸入待测溶液中,等待PH值读数稳定后,记录PH 值。

2.试纸法(1)选择合适的试纸。

试纸通常是由一条条纸带构成,涂有感应剂。

试纸的颜色变化提示溶液中PH值的情况,颜色变化的程度表示PH值的程度。

(2)将试纸浸入待测溶液中。

应使用鼓涡棒或其他方法进行搅拌,以便将感应剂均匀地散布在整个溶液中。

(3)等待一定时间后,将试纸取出,并将试纸表面的颜色与试纸包装上的PH值比对。

通常,试纸颜色变深,表示PH值更低;试纸颜色变浅,表示PH值更高。

总结:PH测量方法是一项非常重要的试验技术,可以帮助我们确定溶液的酸碱度。

电极法和试纸法是最常用的PH测量方法,它们各自适用于不同的实验和应用。

通过正确的操作和使用,可以获得准确的PH值。

在进行PH值测量之前,使用者需要准备好所需的设备,并熟悉比对标准,以保证结果的准确性。

工业在线PH计-电子版说明书

工业在线PH计-电子版说明书

在线式PH计说明书工业在线中文PH计注意事项●使用时请遵守本说明书之操作规程及注意事项。

●在使用过程中若发现仪器工作异常或损坏请联系经销商,切勿自行修理。

●为使测量更精确,仪器须经常配合电极进行标定;●执行标定工作之前请将仪器通电预热三十分钟。

1.配置标准配置◇仪表一台◇PH或ORP电极一支(注:一整套时含有)◇紧固锁紧条两根◇用户使用说明书一本◇PH校准缓冲液药粉两包(6.86、4.00)可选附件◇电极安装支架◇电极流通杯2.产品简介新一代智能水质检测仪,拥有专利权。

具有中文菜单操作、稳定性高、重复性能优越、多功能等特点,能精确测量溶液中的PH值、氧化还原电位(ORP)和温度值。

广泛用于:环保、污水处理、火电、养殖、食品加工、印刷、冶金、制药、发酵、化工、自来水等溶液中PH值的在线检测。

主要特点:◇大屏幕点阵液晶显示、中文菜单操作、多参数同时显示。

◇自动温度补偿功能。

◇通讯功能:具有RS-485通讯接口(MODBUS协议部分兼容)(选配),可转换RS-232。

4~20 mA电流输出对应的PH值可以任意设定。

◇可选配本公司上位机在线采集软件,进行数据采集和处理。

◇记事本:PH/ORP模式分别能存储50个测量数据,用户可以根据需要记录测量数据。

◇历史曲线(选配):PH/ORP模式分别能记录50组的历史数据(采样间隔1-240分),并具有查询功能。

◇自动识别标准液,可恢复出厂设置。

◇看门狗功能:确保仪表不会死机。

◇掉电保护>10年。

◇核心部件来自国外著名品牌。

3.技术指标1.测量范围:-2.00~16.00PH,-1999~+1999mV (ORP),-10~130.0℃2.分辨率:0.01PH,1mV,0.1℃3.精度:±0.02 PH,±1mV,±0.3℃4.稳定性:≤0.01pH/24h5.PH标准液:6.86/4.00/9.18 7.00/4.00/10.016.温度补偿:0~99.9℃(PH)7.PH校正范围:零点±1.45PH;斜率±30%8.控制接口:两组ON/OFF继电器接点,分为高点、低点报警控制。

PH的测定(PH电极法)

PH的测定(PH电极法)

PH 的测定(PH 电极法)1 概要当氢离子选择性电极-PH 电极与甘汞参比电极同时浸入水溶液后,即组成测量电池。

其中PH 电极的电位随溶液中氢离子的活度而变化。

用一台高输入阻抗的毫伏计测量,即可获得同水溶液中氢离子活度相对应的电极电位,以PH 值表示。

即PH= -lga H+PH 电极的电位与被测溶液中氢离子活度的关系符合能斯特公式,即 RT E=E 0+2.3026————lga H+ nF式中E ——PH 电极所产生的电位,VE 0——当氢离子活度为1时,PH 电极所产生的电位,VR ——气体常数;F ——法拉第常数T ——绝对温度,Kn ——参加反应的得失电子数;a ——水溶液中氢离子的活度,mol/l根据上式可得(在20℃时): a 1H+ 0.058lg ———— =ΔE a H+0. 058(PH-PH 1)=ΔE ΔE PH =PH 1+———— 0.058式中 a 1H+——定位溶液的氢离子浓度,mol/l ;a H+——被测溶液的氢离子浓度,mol/l 。

因此,在20℃时,每当ΔPH=1时,测量电池的电位变化为58mV2 仪器2.1 实验室用PH 计,附电极支架以及测试用烧杯。

1.2 PH 电极、饱和或3M 氯化钾甘汞电极。

3 试剂3.1 PH=4.00标准缓冲溶液:准确称取预先在115±5℃干燥过的优级纯邻苯二甲酸氢钾(KHC 8H 4O 4)10.21g (0.05M ),溶解于少量除盐水中,并稀释至1l 。

3.2 PH=6.86标准缓冲溶液(中性磷酸盐标准缓冲溶液);准确称取经115±5℃干燥过的优级纯磷酸二氢钾(KH 2PO 4)3.390(0.025M )以及优级纯无水磷酸氢二钠(Na 2HPO 4)3.55g (0.025M ),溶于少量除盐水中,并稀释至1l 。

3.3 PH=9.20标准缓冲溶液:准确称取优级纯硼砂(Na 2B 4O 7•10H 2O )3.81g(0.01M ),溶于少量除盐水中,并稀释至1l 。

ISFET pH传感器技术概述及应用(中文)

工业用离子敏感场效应晶体管(ISFET)pH传感器: 技术概述及应用成就SHANE FILER, 分析产品经理, 霍尼韦尔分析FARID AHMAD, 智能传感器开发经理, 霍尼韦尔分析IWC-00-49关键字: pH, 测量, 离子敏感场效应晶体管(ISFET), 电极摘要: 自从20世纪20年代以来pH测量一直是利用玻璃测量电极和某些型号参比电极完成的。

新近开发出来并应用于工业领域的pH离子敏感场效应晶体管(ISFET)测量技术相比传统玻璃技术具有许多重大的进步和显著的优势。

介绍pH测量普遍存在于有水或其它水性溶液参与的工业应用中。

在过去的七十年里,玻璃电极是主要的测量工具。

直到20世纪60年代晚期,离子敏感场效应晶体管(ISFETs) 被首次采用到pH测量过程,作为玻璃电极的一个替代物。

然而,当时这项技术仅局限于实验室和医学领域应用。

到了20世纪90年代,随着技术的进一步完善,离子敏感场效应晶体管(ISFET)pH探头得以成功应用于许多工业过程中。

近年来改良后的工业用离子敏感场效应晶体管(ISFET)包装,使得电极可以成功应用于更广泛的工业测量领域,并发挥重要的功效。

离子敏感场效应晶体管(ISFET)技术基础场效应晶体管(FET)是一种电压控制的电流源,它由三部分组成-电源、漏(板)和闸门。

闸门用于调节电场,发出源到漏的信号。

在一个离子敏感场效应晶体管内,闸门随离子变化的,离子浓度改变,闸门的电压也随之调整。

不同于一般场效应使用的金属闸门,而是用一层绝缘材料将电源和漏(板)隔开。

这个绝缘层直接接触到过程溶液,这样溶液本身就充当闸门的作用,并与一个电导性“对电极”和一个参比电极相联接。

1-5离子敏感场效应晶体管(ISFET)测量pH时其绝缘层被设计成仅对氢离子敏感。

图1为pH离子敏感场效应晶体管(ISFET)的基本构造图。

pH 离子敏感场效应晶体管(ISFET)的设计还可产生Nernstian电压响应(在环境温度下,大约每个pH单位改变,电压响应为59 mV),因此它产生的pH信号也近似于玻璃电极所产生的。

工业用pH计的概述_王琳

工业用pH 计的概述王 琳(广东寰球广业工程有限公司电仪室,广东 广州 510130)摘 要:介绍了pH 计的一般原理、工业用pH 计的结构及目前工业用pH 计电极的分类,总结归纳了近年来在工业用pH 计的设计、施工和使用过程中遇到的常见问题和解决问题的方法及注意事项。

关键词:氢离子;工业用pH 计;电极;变换器Research on I ndustr i a l pH I n stru m en tWAN G L in(China Huanqiu Contracting &Engineering Cor porati on,Guangdong Guangzhou 510130,China )Abstract:The theory of pH instru ment was described,and the configurati on of industrial pH instrument and s ort of industrial pH electr ode were intr oduced .The frequently p r oble m s,Soluti ons and attenti ons thr ough the design,building and using of the industrial pH instrument in the p ractice were su mmaried .Key words:pH indicat or;industrial pH instru ment;electr ode;convert or作者简介:王琳(1978-),女,河南睢县人,1996年毕业于辽宁工程技术大学工业自动化专业,现在广东寰球广业工程有限公司电仪室从事仪表及自动化的设计工作,任工程师。

在化工、医药、污水处理等工业生产过程中,常常遇到需要检测溶液的酸、碱度。

工业pH计说明书

7024工业PH计使用说明书重庆川仪分析仪器有限公司一、概述7024工业pH计,是内含微处理的智能型仪器。

它配以相应的电极,能自动、连续测量工业流程中各种溶液的pH值、氧化还原电位(ORP),可适用于电站、化工、冶金、制药、造纸、轻工、电镀、环保、食品、海洋地质研究等工业部门。

仪器的主要特点如下:大面积点阵LCD显示,可同时显示多种参数;菜单式操作界面,中英文可切换显示;触摸式键盘控制;自动温度补偿;自诊断功能、自动清洗功能;带前置放大器可实现远距离传输;隔离直流输出;双限报警、DAT控制功能;二、主要技术指标1.量程:pH: pH ~ pHORP:-1999 mV ~+1999 mV温度:-10 ℃~+140 ℃2.仪器精度:pH:± pHORP:±3 mV温度:±1 ℃3.输出信号:直流隔离输出:4~20 mA 负载不大于600Ω0~1 V 负载不小于200Ω4.报警:(1)报警点及死区可设置(2)继电器触点负荷:220V(交流),3A5.仪器使用条件(1)环境温度:0~40℃(2)相对湿度:≤85%(3)介质温度:-10℃~140℃(4)电源:电压:220V±10%频率:50± Hz(5)无强磁场干扰,无强烈振动,无腐蚀性气体。

6.仪器外形尺寸:156m m×156 m m×178 m m开孔尺寸:141 m m×141 m m三、工作原理H+, pH是表示溶液酸度的一种方法,根据定义,pH为氢离子活度的负对数,即pH=lgapH计是电位式分析仪器。

本仪器既可采用复合电极,也可采用分离电极。

根据原电池原理,这两种电极在溶液中构成的电池为:测量电极参比电极接头橡胶垫圈垫圈O形圈机箱六角螺母压紧螺母仪器名称主显示窗口副显示窗口键盘区7024工业pH计重庆分析仪器有限公司(重庆川仪九厂)ENTERESCHOLD9.68pH25℃显示: 分主、付显示。

SX823pH 电导率仪使用说明书

成都锐新仪器仪表SX823pH/电导率使用说明书成都锐新仪器仪表有限公司SX823pH/电导率仪产品简介:SX823pH/电导率仪用于测量水溶液的pH、mV、电导率、TDS、盐度、电阻率和温度等参数,适用于火力发电、医药工业、微电子、工矿企业、水处理工程和环保等行业,尤其适合在野外和现场使用。

SX823pH/电导率仪主要特点:1、自动校准、自动温度补偿、菜单设置、自诊断信息、校准提醒、查看校准时间、自动关机和低电压显示等智能化功能。

多参数仪表可以多电极同时测量,切换显示2、符合GLP数据管理方式,实时时钟显示、有手动储存和自动定时储存二种数据储存方式,有USB接口和断电数据保护功能3、采用先进的数字处理技术,智能改善仪表的响应速度和测量数据准确性,有读数稳定显示模式和自动锁定显示模式4、IP57防水保护,可以在恶劣的环境条件下使用;柔软的橡胶外套手感更好;放开仪器背面的撑脚可作为台式仪器使用;有电池和USB供电二种供电模式:坚固的手提箱,内含所有附件5、pH 有1~3点自动校准,有校准指引和自动检查功能。

自动识别12种pH标准缓冲溶液,有三个系列的标准缓冲溶液可以选择:欧美系列(USA),NIST系列和中国系列(CH),有自定义溶液校准6、可设置纯水pH测量模式和加氨纯水pH测量模式,对pH值进行非线性温度补偿,特别适合电力、石化等行业使用7、电导率有四个校准点可供选择,有校准指引和自动检查功能8、可切换电导率、TDS、盐度和电阻率测量模式,TDS测量可调节系数9、自动识别8种电导率标准溶液,有二个系列的标准溶液可以选择:欧美系列(USA)和中国系列(CH),有自定义溶液校准10、电导率.自动切换量程,对小于10μS/cm的纯水和高纯水,自动进行非线性温度补偿,大大提高了高纯水电导率的测量准确度,特别适合电力、微电子和医药行业的使用SX823pH/电导率仪技术参数:。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

微电子工业上应用的pH测量: 选择合适的电极在98年水技术会议上所作报告, 1998年11月3-5日, 波特兰,俄勒冈州SHANE FILER,霍尼韦尔分析,Fort Washington,宾夕法尼亚州ANDY SHURTLEFF,财务经理,科赫微电子信息服务公司,奥斯汀,德克萨斯州BRIAN HEBERT,仪表部门小组负责人,摩托罗拉公司,奥斯汀,德克萨斯州摘要: pH测量在微电子工业的许多中级应用发挥重要作用,这些应用包括反浸透预处理、洗涤器和污水处理。

这些工艺过程的共同特点就是要追求pH测量的成本效益。

所以要通过对安装方法、过程流速、pH范围、温度、污染物等级和化学成分等多方面进行考量选择出应用最佳的pH探头。

介绍pH测量是半导体工厂里对许多工艺过程进行监控的重要部分。

pH测量最常用于反渗透系统(通常被称作“pre-RO”)、回收系统、冷却塔、洗涤器和工厂污水处理系统中对水进行的预处理过程。

因为工厂的各类应用存在许多不同,所以选择最佳pH探头难度很大。

这篇论文概述了各种应用,以及pH测量有可能出现的难题,并且针对单个应用推荐最佳使用pH电极。

pH电极pH测量包含两种基本电极–测量和参比电极。

目前市场上已经有非常多的测量和参比电极,因此就很难作出选择。

要选择最佳电极需要考虑到诸多因素,例如化学成分、流速、温度、pH范围和污染物等级。

当今半导体工业应用的有三种基本测量电极–玻璃电极、锑电极和离子敏感场效应晶体管(ISFET)电极,和许多不同种类的参比电极。

本文中着重涉及的是测量电极。

表1 中对这三种测量电极的属性分别进行分析,其中“1”代表最好, “3”代表最差。

该表是在参考目录1至7的内容基础上,加上作者本人经验得出来的。

图1分别是离子敏感场效应晶体管(ISFET)探头, 玻璃(球形和扁平)探头, 和锑探头。

玻璃测量电极玻璃测量电极包括一个特殊机理玻璃,它可发出随pH变化的毫伏信号。

玻璃电极通常对pH值在1至12范围间能够作出非常线性毫伏响应。

玻璃电极的生产厂商一般会提供不同厚度的电极以适合各种温度条件。

例如温度在0至80摄氏度,或20至110摄氏度适用玻璃电极。

即便如此,厚玻璃电极也依然易碎,很容易破裂或断掉。

1-3pH值在11或以上的溶液中使用玻璃电极,会产生钠误差。

这是因为相比氢浓度低的溶液,通常玻璃电极更易响应钠浓度高的溶液。

其它溶液,如钾,也容易造成这种反应。

pH测量读数低于真实值一般出现在pH 在0.1至0.3时。

高pH值溶液还会腐蚀电极。

高温且高pH值的溶液会影响玻璃电极对pH 的响应,和缩短玻璃电极的使用寿命。

较厚的玻璃电极用于高pH值和高温溶液中。

1-3,5,7相反,在低pH值溶液中,如pH低于1时,玻璃电极会产生酸误差。

因为溶液中,酸和水的比值高,玻璃膜和电极响应都会受到影响。

除此之外,酸浓度高的溶液有可能影响精度的情况还要注意氢氟酸会腐蚀并最终损坏玻璃电极。

一个普遍的规律是氢氟酸或pH值低于4的溶液会缩短玻璃电极的寿命。

更确切的说法是玻璃电极在10-6摩尔氢氟酸中测量不稳定,且会被腐蚀。

相比玻璃电极,锑测量电极的抗氢氟酸腐蚀性要强很多。

1-3锑测量电极锑测量电极是一种纯锑活性表面的半金属。

电极的锑触点发生化学反应产生一个氢氧化层。

锑电极之所以能像其它电极一样可响应pH,正因为这个氧化层能感应pH。

但是锑电极不如玻璃或离子敏感场效应晶体管(ISFET)电极测量精确,因为它对pH和温度响应是非线性的。

它的标准温度限制在0 至80摄氏度之间, 标准pH范围在2至11pH之间。

氧化或变形反应会打断锑电极测量。

例如因氯或亚硫酸盐存在引起的氧化或变形。

因为锑触点会对可能的氧化或变形响应。

1,2现在锑电极已经很少被用于pH测量了,只有在含氢氟酸的溶液的工艺过程中才用到。

因为pH值为4或低于4的氢氟酸溶液会迅速损坏玻璃或离子敏感场效应晶体管(ISFET)电极。

但是锑电极在氢氟酸溶液中使用也是有限的,因为pH在2或低于2时测量结果很难达到精确。

1,2,7离子敏感场效应晶体管(ISFET)测量电极从20世纪70年代开始离子敏感场效应晶体管(ISFET)测量电极就被用于传感,但是仅仅到最近才被应用于工业测量中。

主要原因是之前离子敏感场效应晶体管(ISFET)电极的设计经常产生测量误差,并且需要每天频繁标定。

用于传感pH的离子敏感场效应晶体管(ISFET)同传统场效应晶体管(FET)类似,只是在金属闸门位置多装一个氢敏绝缘体。

这个绝缘体对pH的响应同玻璃电极响应原理。

1,4离子敏感场效应晶体管(ISFET)pH测量电极具有许多优于玻璃或锑电极的性能。

与玻璃电极相比,它无钠误差,而且在低pH值的溶液中酸误差也远小于玻璃电极。

氧化/变形反应也不会打断离子敏感场效应晶体管(ISFET)对pH响应。

事实上,到目前为止没有发现它会被任何情况打断。

离子敏感场效应晶体管(ISFET)电极可以对从0至14pH值作出正确的线性毫伏响应。

而玻璃电极却只能在1至12pH值范围,锑电极也只能在2至11pH值范围作出响应。

此外,它本质非常坚固,而玻璃电极却很易碎。

1,4-7在许多测量环境中,离子敏感场效应晶体管(ISFET)pH电极都比锑或玻璃电极不易受到化学腐蚀, 或探头被污染,以及一般性损坏。

然而,目前的设计仍然存在缺陷。

它比玻璃电极受到高温腐蚀性溶液更迅速,尽管它比玻璃或锑电极更能够保持测量精度。

氢氟酸也会很快损坏它。

此外,一些化学腐蚀事实上对离子敏感场效应(ISFET)晶体管电极的腐蚀要比对玻璃或锑电极的严重。

参比电极每种生产过程的pH测量都需要应用测量和参比两种电极。

参比电极用于为pH测量建立一个稳定的潜在参比。

参比电极通过一个液接接触到样本溶液,并完成pH测量。

参比电极是通常导致pH测量产生误差和测量不精确的根源。

目前市面上有许多不同种类的参比电极。

它们可按照内部化学反应分类,有银/氯化银,水银/甘汞,碘/碘化物;也可按照参比液接材料分类,有木、陶瓷、玻璃三种;或是按照内部填充的电解液分类,有溶液、泥浆、凝胶、聚合物;按照液接个数分类,有单液接、双液接、三液接等等;按照液接多孔性和尺寸分类;或按照基本设计分类,有标准扩散型、流通型、微分型。

尽管可选的范围很广泛,但是通常采用的参比电极只有单液接、陶瓷接头、内部反应物质为银或氯化银的,和凝胶填充、扩散型电解液这两种。

由于在各项应用上对比如此众多的参比电极很费时,而且也超过本文篇幅, 因此本文只涉及在上述基础参比电极类型。

1-3,5,6pH在微电子工厂的应用在多数微电子工厂里有五种最经常用到的pH测量和控制的工艺过程。

他们分别是反渗透预处理、冷却水应用、污水处理、洗涤水应用和回收水应用。

所以对过程特性有一个基本认知,对于决定选取最佳电极是很重要的。

表2中排列出在五种不同应用中这三种测量电极的功效。

反渗透预处理超纯水是在清洁的室内环境生产半导体的决定性因素。

反渗透(RO)是生产超纯水的首要步骤之一。

水的pH控制是完成这一净化步骤不可获缺的。

RO膜必须保持在特定的pH操作范围应用,否则会对膜造成损坏。

纤维素乙酸脂膜在pH值低于4或高于6时,会因为水解损坏或破裂。

无纤维素膜通常有较宽的pH范围,例如有2至11pH值范围的薄膜合成物,或4至9pH值范围的聚酰胺。

8,9聚酰胺膜一般不会损坏,但是会因为除锈发生严重变形,根本原因是除锈使用的碳酸盐。

因为对许多溶解的固体进行除锈是在高pH值溶液中进行的,因此pH控制十分重要。

使用纤维素乙酸脂膜,会有一些氧化剂,如氯或溴存在水中。

因为这些氧化剂在高pH溶液中会发生部分失效,容易滋生微生物,进而污染反渗透膜。

因此要严密监控并保持住pH参数,以确保膜不受到微生物滋生和除锈造成的损害。

8,9反渗透预处理水的化学组成一般包括有一定量的溶解固体,一些氧化剂(氯、次氯酸钠等)或还原剂(二氧化硫、亚硫酸氢钠),以及可能存在低浓度的硫酸或腐蚀剂。

因为探头通常安装在旁路管道,那里水流持续很稳定,所以探头很少会被覆。

并且通常在低浓度溶液中才容易出现溶解和悬浮固体,因此在旁路里的探头也不容易被磨损或蚀刻。

pH值范围通常在5至9pH以内。

pH探头接触到的温度不超过40 摄氏度的条件下。

水里发生强烈的ORP反应往往因为微生物生长引起的氧化或氧化剂使用减少。

无钠误差或受腐蚀,并且不含氢氟酸。

为防止膜受到损坏或工艺用水退化,这种类型的pH测量对精度控制很重要。

参考表1中排列,离子敏感场效应晶体管(ISFET)探头应该是反渗透预处理测量用最佳探头。

玻璃电极也非常适合。

锑电极从未被用于这个工艺过程,因为容易引起ORP 反应和影响精度。

表2中有关于反渗透预处理的电极应用对比。

8,9冷却水应用工厂的冷却水通常被用于工艺真空泵、冷却器、空气压缩机、空气干燥器或紧急发电机。

冷却水中经常包含许多种类化学物质。

其中存在大量溶解和悬浮固体。

水中还会有一些阻蚀剂和/或除锈剂。

此外,还存在如氯、溴或次氯酸钠等氧化剂。

10冷却水对任何pH电极都是一种挑战,因为它的背景成分经常改变。

通常探头接触到的温度不超过70 摄氏度。

pH范围要求在6至9之间。

水里微生物生长的氧化会引起强烈的氧化或变形反应。

探头浸入在冷却塔中底部时,由于固体成分高,探头很有可能被覆盖,但是极少会被磨损或蚀刻。

但当探头被放置在流通泵后的工艺线上,固体成分高的部分就极有可能磨损或蚀刻探头,但被覆盖的可能性反而很小。

虽然精度相当重要,但是它不是冷却水应用中决定性因素。

在这一应用中不含氢氟酸,无钠误差及腐蚀问题,因为pH永远不会高于1010。

参考表1中的电极对比和冷却水应用特点,离子敏感场效应晶体管(ISFET)电极应用效果会最佳。

玻璃电极(特别是扁平玻璃电极)使用效果也很好。

尽管锑电极十分抗磨损、蚀刻或覆盖,但是它不适合这个过程应用,因为它会在水中发生强烈的ORP 反应。

表2中有冷却水应用的电极比较。

10洗涤水应用工厂里的所有废气都要被净化,滤掉微粒和废气蒸气。

洗涤水和废气反应可以脱去微粒中和蒸气。

工厂使用的通常有两种洗涤器,一种是氨洗涤器,另一种是酸洗涤器。

废气流总是断断续续的,洗涤器必须能对很宽的pH范围变化迅速反应。

为保证pH范围在8.5至9之间,酸洗涤器需要加入腐蚀剂,它可产生最理想的酸蒸气,或“涤气”。

酸常常被加到氨洗涤器中,以保证pH值在3左右,它可以产生理想的氨蒸气涤气。

温度不高于周围环境温度。

涤器应用中存在微生物生长的问题,因为有一层粘性覆盖物必须被清洗和移走。

因为空气中的微粒被清除,悬浮物质会偏高。

参考表1对比和这个应用的特点,玻璃电极使用效果最佳,尽管当是氢氟酸浓度很低时,离子敏感场效应晶体管(ISFET)电极使用效果也很不错。

有微生物生长会覆盖探头,这时扁平电极和离子敏感场效应晶体管(ISFET)电极的清洁工作要少于球形玻璃电极。

相关文档
最新文档